DE1109530B

DE1109530B - Vertical take off aircraft

Info

Publication number: DE1109530B
Application number: DER25961A
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Light Wilde; James Oswald Mortlock
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1959-01-08
Filing date: 1959-07-16
Publication date: 1961-06-22

Description

Senkrecht startendes Flugzeug Die Erfindung betrifft ein senkrecht startendes Flugzeug.Aircraft taking off vertically The invention relates to a vertically plane taking off.

Senkrecht startende Flugzeuge sind mit (im folgenden als Auftriebsmotoren bezeichneten) Maschinen versehen, die Auftriebskräfte an dem Flugzeug unabhängig von den Auftriebskräften erzeugen, welche aerodynamisch auf Grund des Vorwärtsfluges des Flugzeuges entstehen. Die Auftriebsmotoren werden zum Starten und beim Niedergehen des Flub zeuges verwendet, während vorwärtstreibende Motoren den normalen Vorwärtsflug des Flugzeuges bewirken.Vertical take-off aircraft are with (hereinafter referred to as lift engines designated) machines, the lift forces on the aircraft independently from the lift forces, which aerodynamically due to the forward flight of the aircraft. The lift motors are used for starting and when going down of the flub tool, while propulsion engines allow normal forward flight of the aircraft.

So werden die Auftriebsmotoren beim Starten des Flugzeuges verwendet, um das Flugzeug in eine geeignete Höhe zu heben. Danach werden die vorwärtstreibenden Motoren eingesetzt. Wenn durch den Vorwärtsflug des Flugzeuges genügende Auftriebskräfte aerodynamisch erzeugt werden, werden die Auftriebsmotoren abgeschaltet.This is how the lift motors are used when starting the aircraft, to raise the aircraft to a suitable height. After that, the propulsive Engines used. If the forward flight of the aircraft has sufficient lift forces are generated aerodynamically, the lift motors are switched off.

Es ist eine Anordnung wünschenswert, mit welcher, nachdem das Flugzeug bei einem Start eine geeignete Höhe erreicht hat, die von den Auftriebsmotoren abgegebenen Antriebsgase so gerichtet werden, daß zwecks Unterstützung der Vorwärts-Antriebsmotoren eine Vorwärtskomponente des Schubes auf das Flugzeug geschaffen wird. In gleicher Weise kann es unmittelbar vor einem Niedergehen erwünscht sein, daß die Antriebsgase, die von den Auftriebsmotoren ausgestoßen werden, so gerichtet werden, daß eine nach hinten gerichtete Schubkomponente in dem Flugzeug erzeugt wird, um die Vorwärtsgeschwindigkeit des Flugzeuges herabzusetzen, worauf dann das Niedergehen bzw. das Landen des Flugzeuges erfolgen kann.It is desirable to have an arrangement with which after the aircraft has reached a suitable height during take-off, given by the lift motors Propulsion gases are directed so that in order to support the forward drive motors creating a forward component of the thrust on the aircraft. In the same In this way, immediately before a fall, it may be desirable that the propulsion gases, which are ejected by the lift motors are directed so that one after rearward thrust component in the aircraft is generated to increase the forward speed of the aircraft, followed by the dropping or landing of the aircraft can be done.

Daher liegt eine Aufgabe der Erfindung in der Ausführung eines vertikal startenden Flugzeuges mit Einrichtungen, durch welche die obenerwähnten nach vorn oder rückwärts gerichteten Schubkomponenten erzeugt werden können.Therefore, it is an object of the invention to perform a vertical taking off aircraft with facilities through which the above-mentioned forward or backward thrust components can be generated.

Ein senkrecht startendes Flugzeug mit wenigstens einer Öffnung in der Unterseite des Flugzeugrumpfes zum Austritt von nach unten gerichteten Antriebsgasen ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch wenigstens ein Klappenteil, das in drei Stellungen, nämlich eine geschlossene Stellung, in welcher die Öffnung abgedichtet ist, eine voll geöffnete Stellung, in welcher die Antriebsgase senkrecht gerichtet sein können, und in eine geneigte Stellung bewegbar ist, in der der Klappenteil eine Ablenkung der Antriebsgase aus der senkrechten Richtung bewirkt.An aircraft taking off vertically with at least one opening in the underside of the aircraft fuselage for the escape of downwardly directed propulsion gases is characterized according to the invention by at least one flap part, which is divided into three Positions, namely a closed position in which the opening is sealed is a fully open position in which the drive gases are directed vertically can be, and is movable into an inclined position in which the flap part causes the drive gases to be deflected from the vertical direction.

Bei einem Flugzeug mit mehreren Öffnungen und mehreren Klappenteilen an der Unterseite des Rumpfes dichten sich die Klappenteile in ihrer geschlossenen Stellung aneinander und an den benachbarten Außenflächen des Flugzeuges ab.For an airplane with several openings and several flap parts on the underside of the fuselage, the flap parts seal themselves in their closed position Position on each other and on the adjacent outer surfaces of the aircraft.

Nach der Erfindung können Mittel zur Hemmung oder Verhütung einer Strömung der Antriebsgase quer zu dem Flugzeug vorgesehen sein. Dabei können Mittel zur Verhütung einer Querströmung aus auf dem Klappenteil oder den Klappenteilen angeordneten Stegen bestehen.According to the invention means for inhibiting or preventing a Flow of the drive gases can be provided across the aircraft. Thereby means to prevent a cross flow from on the flap part or parts arranged webs exist.

Jeder Klappenteil ist schwenkbar an dem unteren Ende einer Motorabteilung gelagert.Each flap part is pivotable at the lower end of an engine compartment stored.

Die Erfindung ist lediglich als Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen senkrecht startenden Flugzeuges; dessen Körper teilweise zur Darstellung der Auftriebsmotoren des Flugzeuges ausgebrochen ist.The invention is shown only as an exemplary embodiment in the drawings shown. In the drawings, Fig. 1 shows a side view of an inventive vertical take off aircraft; its body partly to represent the lift engines of the plane broke out.

Fig.2 einen Schnitt durch einen Teil des in Fig. 1 dargestellten Flugzeuges, Fig. 3 einen Teilschnitt längs der Linie 3-3 der Fig.4 zur Darstellung der vollgeöffneten Einstellung der Klappenteile, die unter den Auftriebsmotoren des erfindungsgemäßen Flugzeuges angeordnet sind, und Fig. 4 einen Teilschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3. Gemäß den Zeichnungen ist ein senkrecht startendes Flugzeug 10 mit sechs Gasturbinen-Rückstoß-Auftriebsmotoren 11 versehen, die in einer Motorabteilung 12 angeordnet sind. Gemäß einer anderen Ausführungsform könnten die Motoren 11 nach Wunsch turbinengetriebene Gebläse sein.2 shows a section through part of the aircraft shown in FIG. 1, FIG. 3 shows a partial section along the line 3-3 of FIG Fig. 4 is a partial section along the line 4-4 in Fig. 3. According to the drawings, a VTOL aircraft 10 with six gas turbine recoil lift motors 11 are provided, which are arranged in an engine compartment 12. In another embodiment, the motors 11 could be turbine-driven fans, if desired.

Das obere Ende der Abteilung 12 kann durch verschwenkbar gelagerte Klappen 13 geöffnet und geschlossen werden. Jede Klappe ist zwischen der in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien dargestellten Einstellung, in welcher die Klappen 13 zusammen einen Verschluß des oberen Endes der Abteilung 12 bewirken, und der in Fig. 2 mit gestrichelter Linie gezeigten Einstellung bewegbar, in welcher die Klappen 13 vollständig offen sind. In der mit durchgehender Linie gezeichneten oder geschlossenen Stellung liegen die Klappenteilt 13 in dem allgemeinen aerodynamischen Profil des Flugzeugs und dichten aneinander und an den benachbarten Flugzeugoberflächen ab, so daß jeder Eintritt von Luft in die Abteilung 12 verhindert wird. Die Klappen 13 können auch in nicht dargestellte, nach vorn geneigte Einstellungen gestellt werden, so daß sie bei einem Vorwärtsflug des Flugzeuges zur Ablenkung der umgebenden Luft in die Einlässe der Auftriebsmotoren 11 dienen. Eine derartige Ablenkung der umgebenden Luft unterstützt das Anlassen dieser Motoren, welche nach vorn geschwenkt würden.The upper end of the compartment 12 can be opened and closed by pivotably mounted flaps 13. Each flap is movable between the setting shown in solid lines in Fig. 2, in which the flaps 13 together cause a closure of the upper end of the compartment 12, and the setting shown in Fig. 2 with dashed lines, in which the flaps 13 completely are open. In the solid line or closed position, the flap parts 13 lie in the general aerodynamic profile of the aircraft and seal against one another and against the adjacent aircraft surfaces so that any entry of air into the compartment 12 is prevented. The flaps 13 can also be set in forwardly inclined settings, not shown, so that they serve to deflect the surrounding air into the inlets of the lift motors 11 during a forward flight of the aircraft. Such a deflection of the surrounding air aids in starting these engines, which would be pivoted forward.

Das untere Ende der Abteilung 12 kann durch drei schwenkbar gelagerte Klappen 14 geöffnet und geschlossen werden. Diese Klappen können in eine geschlossene Stellung, eine nach vorn geneigte Stellung und in irgendeine Einstellung zwischen der geschlossenen und nach vorn geneigten Stellung gebracht werden.The lower end of the compartment 12 can be opened and closed by three pivotably mounted flaps 14. These flaps can be placed in a closed position, a forward tilt position, and any setting between the closed and forward tilt positions.

In der geschlossenen Stellung, die in Fig.2 mit ausgezogenen Linien gezeigt ist, liegen die Klappenteilt 14 in dem allgemeinen aerodynamischen Profil und dichten aneinander und an den benachbarten Flugzeugflächen ab, so daß jeder Eintritt von Luft in die Abteilung 12 verhindert wird.In the closed position, which is shown in Fig. 2 with solid lines, the flap parts 14 lie in the general aerodynamic profile and seal against one another and against the adjacent aircraft surfaces, so that any entry of air into the compartment 12 is prevented.

Eine geeignete Einstellung der Klappenteilt 14 ist mit gestrichelten Linien in Fig. 2 gezeigt. In dieser Stellung dienen die Klappenteilt 14 zur Ablenkung der aus den Auftriebsmotoren 11 kommenden Antriebsgase aus der senkrechten Richtung, um eine Vorwärts-Schubkomponente an dem Flugzeug zu erzeugen. ES ist leicht erkennbar, daß die Klappenteilt 14 nach Wunsch nach vorn geneigt werden können, so daß sie die Antriebsgase nach vorn ablenken, wodurch eine nach hinten gerichtete Schubkomponente an dem Flugzeug erzeugt wird. Die Gasströmung des hinteren Motors nimmt in diesem Fall nicht an der »bremsenden« Wirkung teil.A suitable setting of the flap parts 14 is shown in broken lines in FIG. In this position, the flap parts 14 serve to deflect the propulsion gases coming from the lift motors 11 from the vertical direction in order to generate a forward thrust component on the aircraft. It will be readily appreciated that the flap members 14 can be tilted forwardly as desired so that they deflect the propulsion gases forward, thereby creating a rearward thrust component on the aircraft. In this case, the gas flow from the rear motor does not participate in the "braking" effect.

In der voll offenen Stellung, die in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, sind die Klappen 14 senkrecht eingestellt, so daß die Antriebsgase aus den Motoren 11 senkrecht nach unten gerichtet sind.In the fully open position shown in FIGS. 3 and 4, the flaps 14 are set vertically so that the drive gases from the motors 11 are directed vertically downwards.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Einlaßklappen 13 und die Auslaßklappen 14 fortschreitend mit einer Geschwindigkeit geöffnet oder geschlossen, die von der Vorwärtsgeschwindigkeit des Flugzeuges abhängt. Beispielsweise kann die Anordnung derart sein, daß die Klappen nur teilweise offen sind, wenn die Vorwärtsgeschwindigkeit des Flugzeuges verhältnismäßig hoch ist. Die Stoßwirkung auf die Luft reicht zur Betätigung der Auftriebsmotoren aus. Die Klappen befinden sich jedoch in senkrechter Stellung, wenn die Vorwärtsgeschwindigkeit des Flugzeugs auf etwa Null herabgeht, da dann keine Stoßwirkung vorhanden ist, um die Luft durch die Motoreinlässe zu drücken.According to a preferred embodiment, the inlet flaps 13 and the exhaust flaps 14 progressively opened or closed at a rate closed, which depends on the forward speed of the aircraft. For example the arrangement can be such that the flaps are only partially open when the Forward speed of the aircraft is relatively high. The impact on the air is sufficient to operate the lift motors. The flaps are located however, be in a vertical position when the forward speed of the aircraft goes down to about zero as there is then no impact to force the air through to push the engine intakes.

Die Klappe 14, die in Fig. 4 dargestellt ist, ist gemäß der gezeichneten Ausführungsform durch einen Steuerhebel 15 verdrehbar, so daß er in jede obengenannte Stellung eingestellt werden kann. Die Darstellung des Steuerhebels 15 ist rein schaubildlich. In der praktischen Ausführung könnte eine Anordnung vorgesehen sein, die alle Klappen 14 durch eine gemeinsame Steuerung bewegt, welche von der Kabine des Piloten aus betätigbar ist. Eine derartige Steuerung besitzt Einrichtungen zur Festlegung der Klappen in einer gewählten Stellung.The flap 14, which is shown in Fig. 4, can be rotated by a control lever 15 according to the embodiment shown, so that it can be set in any of the above-mentioned positions. The representation of the control lever 15 is purely graphical. In the practical embodiment, an arrangement could be provided which moves all flaps 14 by a common control which can be actuated from the pilot's cabin. Such a control has devices for fixing the flaps in a selected position.

Jede Klappe 14 ist mit mehreren in Längsrichtung verlaufenden, voneinander abgesetzten Stegen 16 versehen. Die Stege 16 dienen außer der Verfestigung der Klappen zu einer Verhinderung einer Querströmung der Antriebsgase aus den Motoren 11, d. h. einer Strömung der Antriebsgase quer zu dem Flugzeug. Es ist erwünscht, derartige Querströmungen zu verhindern, da diese ein Schlingern des Flugzeuges verursachen können.Each flap 14 is provided with a plurality of webs 16 that run in the longitudinal direction and are offset from one another. In addition to strengthening the flaps, the webs 16 serve to prevent a cross flow of the drive gases from the motors 11, ie a flow of the drive gases across the aircraft. It is desirable to prevent such cross-currents as they can cause the aircraft to roll.

Da sich sowohl die Klappen 13 als auch die Klappen 14 in ihren geschlossenen Stellungen aneinander und an den benachbarten Flugzeugflächen abdichten, ist es unnötig, zusätzliche Teile zum Verschließen des oberen und unteren Endes der Abteilung 12 vorzusehen.Since both the flaps 13 and the flaps 14 in their closed positions seal against one another and against the adjacent aircraft surfaces, it is unnecessary to provide additional parts for closing the upper and lower ends of the compartment 12 .

Claims

PATENT CLAIMS: 1. An aircraft taking off vertically with at least one opening in the underside of the aircraft fuselage for the exit of downwardly directed propulsion gases, characterized by at least one flap part (14) which is in three positions, namely a closed position in which the opening is sealed, a fully open position in which the drive gases can be directed vertically, and is movable into an inclined position in which the flap part causes a deflection of the drive gases from the vertical direction.

2. Aircraft according to claim 1 with several openings and several flap parts on the underside of the fuselage, characterized in that the flap splits in their closed position on each other and on the adjacent outer surfaces seal the aircraft.

3. Aircraft according to claim 1 or 2, characterized in that that means (16) for inhibiting or preventing a flow of the drive gases across are provided for the aircraft.

4. Airplane according to claim 3, characterized in that that the means for preventing a cross flow from on the flap part or the Flap parts (14) arranged webs (16) exist.

5. Aircraft according to one of claims 1 to 4, characterized in that each flap part (14) is pivotably mounted on the lower end of an engine compartment (12) . Documents considered: German Patent No. 586 411.